EP4240623B1 - Leittechnische einrichtung - Google Patents
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- EP4240623B1 EP4240623B1 EP21836048.5A EP21836048A EP4240623B1 EP 4240623 B1 EP4240623 B1 EP 4240623B1 EP 21836048 A EP21836048 A EP 21836048A EP 4240623 B1 EP4240623 B1 EP 4240623B1
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- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
- B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
- B60T8/1701—Braking or traction control means specially adapted for particular types of vehicles
- B60T8/1705—Braking or traction control means specially adapted for particular types of vehicles for rail vehicles
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- B60—VEHICLES IN GENERAL
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- B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
- B60T17/18—Safety devices; Monitoring
- B60T17/22—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices
- B60T17/228—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices for railway vehicles
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M17/00—Testing of vehicles
- G01M17/08—Railway vehicles
Definitions
- the invention relates to a control device for a vehicle, in particular a railway track vehicle, which is suitable for braking the vehicle on the basis of at least one target braking curve which describes a speed over the respective vehicle location.
- Control systems of the type described are used, for example, in railway trains to control braking.
- ETCS European Train Control System
- ETCS target braking curves are taken into account.
- the invention is based on the object of specifying a control system which can be used universally and which can control the braking of a vehicle, in particular a rail vehicle, particularly well.
- the invention provides that the control system, which has a classification device which, after a braking operation has taken place, classifies the success of the braking operation as successful or unsuccessful by forming a classification result and outputs the respective classification result, also has a correction device which can change the target braking curve depending on the classification results available.
- a significant advantage of the device according to the invention is that the intended classification of braking operations can be used as a reason for a modification, for example in the case of unsuccessful braking operations or in the case of an excessively high rate of successful braking operations.
- control system is connected to a correction device which can change the target braking curve depending on the available classification results.
- the correction device preferably takes the classification result into account only if a driver-side enable signal is present.
- the control system is preferably suitable for changing the target braking curve depending on the location, i.e. only with regard to those track sections to which the classification results refer, depending on the available classification results.
- control system can use at least two target braking curves for braking the vehicle, one of which is not safety-critical and is hereinafter referred to as the full braking curve, and a target braking curve which is higher in speed, safety-critical and therefore unchangeable, hereinafter referred to as the emergency braking curve.
- the emergency braking curve is preferably used by the control system to brake the vehicle as soon as the speed of the vehicle reaches or exceeds the speed defined by the emergency braking curve.
- the emergency braking curve is preferably used by the control system to brake the vehicle as soon as the speed of the vehicle not only exceeds the speed defined by the emergency braking curve, but also reaches or exceeds the speed defined by the emergency braking curve.
- the classification device preferentially classifies the braking operation as unsuccessful if the full braking curve was used first and then the rapid braking curve.
- the correction device reduces the speed of the full braking curve after braking using the quick braking curve.
- the correction device after braking using the rapid braking curve, reduces the speed of the emergency braking curve by recalculating the emergency braking curve using a braking deceleration that is smaller than the previously assumed braking deceleration.
- the correction device increases the speed of the emergency braking curve when a predetermined rate of successful emergency braking has been registered.
- a rate of successful emergency braking that is too high is an indication that this was determined on the basis of too low a braking capacity.
- the correction device preferably raises a warning curve which lies below the emergency braking curve in terms of speed and/or a maximum speed curve which lies below the emergency braking curve in terms of speed when the emergency braking curve is raised and lowers it when the emergency braking curve is lowered.
- the full braking curve preferably uses regenerative braking force, which depends on the supply of electrical energy to a trackside network.
- the emergency braking curve is preferably based exclusively on braking devices that are independent of the supply of electrical energy to a trackside network.
- the or at least one of the target braking curves is a wear-optimized target braking curve and the classification device classifies a braking operation as unsuccessful after a braking operation in accordance with the wear-optimised target braking curve if brakes subject to wear were used during braking.
- the correction device preferably reduces the wear-optimized target braking curve in terms of speed if a braking operation has been classified as unsuccessful on this basis.
- control system which takes at least one target braking curve from a central database, can access the control systems of a large number of identical vehicles, and the correction device - depending on the available classification results of the large number of identical vehicles - changes the target braking curve in the central database with effect for all vehicles.
- the target braking curves are preferably ETCS-compatible target braking curves.
- the invention also relates to a vehicle, in particular a rail vehicle. According to the invention, it is provided that this is equipped with a control system as described above.
- the invention further relates to a method for operating a vehicle, in particular a railway track vehicle, according to claim 13.
- the target braking curve is preferably modified using a correction device depending on the available classification results.
- the Figure 1 shows a computing device 5 that works together with a memory 10.
- Software modules are stored in the memory 10, which, when executed by the computing device 5, result in the computing device 5, together with the memory 10, forming an LTE control system.
- the control system LTE can control the braking of a vehicle in which the control system LTE is integrated and which can be, for example, a single or multi-unit vehicle in the form of a railway train 100, by means of a brake control signal S1 or S2 for a braking speed specified in the Figure 1 only control the braking device 110 indicated in the traction vehicle 101 of the railway train 100.
- braking devices in the wagons 102 of the railway train 100 can also be controlled by means of the braking control signal S1 or S2.
- the traction vehicle 101 of the railway train 100 is connected to a trackside power supply network 200 via a pantograph 103.
- a monitoring module which forms a monitoring device 20 when executed by the computing device 5
- a classification module which forms a classification device 30 when executed by the computing device 5
- a correction module which forms a correction device 40 when executed by the computing device 5 are stored in the memory 10.
- FIG. 2 An embodiment of a curve data set 50 is shown in the Figure 2 in the form of curves of the velocity V over the respective location X.
- the full braking curve VBK is preferably a wear-optimized target braking curve that includes regenerative braking force, which depends on the possibility of feeding electrical energy into the trackside energy supply network 200. Because the network-dependent regenerative braking force is taken into account, the full braking curve VBK is therefore network-dependent in terms of its braking effect; because without energy absorption from the network, no braking force, or at least not the expected braking force, can be generated. The full braking curve VBK is therefore wear-optimized because of the inclusion of regenerative braking force, but not absolutely "safe".
- the emergency braking curve SBK is based exclusively on brakes that are independent of the supply of electrical energy to the trackside energy supply network 200, for example on friction brakes.
- the curve data set 50 is preferably taken or read from a central database DB, which can be accessed by the control systems LTE of a large number of identical vehicles.
- the curve data set 50 is therefore preferably not a vehicle-specific curve data set, but a vehicle type-related curve data set that relates to a large number of identical vehicles.
- the curve data set 50 can be transferred from the central database DB via Radio or wired, for example as part of the maintenance of the rail vehicle 100.
- the monitoring device 20 monitors the respective speed V of the rail vehicle 100 during its travel on a section of track described by the curve data set 50. As long as the respective speed V does not exceed the maximum speed described by the maximum speed curve MGK, or at least does not substantially exceed it, the monitoring device 20 does not intervene in the driving process.
- the rail vehicle driver drives as specified.
- the monitoring device 20 If the speed V reaches or exceeds a warning speed defined by the warning curve WK, the monitoring device 20 generates an optical and/or acoustic warning signal WS to signal to the rail vehicle driver that he is driving too fast.
- the monitoring device 20 If the speed V not only reaches or exceeds the warning speed defined by the warning curve WK, but also a trigger speed defined by the full braking curve VBK, the monitoring device 20 generates a trigger signal S1 as a brake control signal, with which braking of the rail vehicle 100 is forced on the basis of the full braking curve VBK, regardless of the respective control behavior of the rail vehicle driver.
- the full braking curve VBK stored in the curve data set 50 has been calculated on the basis of correct assumptions and the trackside energy supply network 200 has sufficient energy absorption capacity, then when braking according to the full braking curve VBK the further speed curve will correspond to the target curve according to the full braking curve VBK.
- the monitoring device 20 will generate a second trigger signal S2 as a brake control signal, with which it forces braking of the rail vehicle 100 on the basis of the emergency braking curve SBK.
- the classification device 30 After activation of the braking process on the basis of the rapid braking curve SBK, the classification device 30 will classify the braking process as unsuccessful overall because the activation of the rapid braking curve SBK shows that the full braking curve VBK is based on incorrect assumptions. The corresponding classification result KE is transmitted to the correction device 40.
- the correction device 40 will reduce the speed of the full braking curve VBK and thereby form a new full braking curve VBK', as shown by way of example in the Figure 3
- the emergency braking curve SBK remains unchanged.
- correction device 40 will preferably also reduce the warning curve WK and the maximum speed curve MGK to form a new warning curve WK' and a new maximum speed curve MGK'.
- the correction device 40 recalculates the full braking curve VBK using a reduced braking deceleration, i.e. a braking deceleration that is smaller than the braking deceleration assumed in the previous calculation.
- the classification device 30 can classify a braking process according to the full braking curve VBK as unsuccessful even if the rapid braking curve SBK has not been activated. If the full braking curve VBK is, for example, a wear-optimized braking curve in which no brakes subject to wear are to be used, the classification device 30 can classify the braking process as unsuccessful after the braking process even if brakes subject to wear had to be used during braking in order to actually achieve the desired braking process.
- the correction device 40 will subsequently reduce the speed of the full braking curve VBK, for example by recalculating the full braking curve VBK using a reduced braking deceleration, as explained above.
- the correction device 40 increases the speed of the full braking curve VBK when a predetermined quota of successful full braking operations has been registered. If the quota is met, it can be assumed that the full braking curve VBK was calculated using too small a braking deceleration. In this case, the correction device 40 will increase the full braking curve VBK using an increased braking deceleration, i.e. a Recalculate braking deceleration that is greater than the braking deceleration assumed in the previous calculation in order to give the rail vehicle driver more flexibility when driving and to avoid premature emergency braking.
- the correction device 40 will preferably also increase the warning curve WK and the maximum speed curve MGK when the full braking curve VBK is raised, forming a new warning curve WK' and a new maximum speed curve MGK', as shown by way of example in the Figure 4 shown.
- the correction device 40 will preferably also trigger a corresponding update in the central database DB, for example by transmitting the changed curve data set 50 ⁇ . This measure increases the "fleet-related control intelligence" which is reflected in the changed curve data set 50 ⁇ .
- the Figure 5 shows a variant of the embodiment according to Figure 1
- an unsuccessful braking process is only taken into account or used as a reason for changes if an enable signal FS from the driver is present. If this is not present, the curve data set 50 is not modified by the correction device 40.
- the correction device 40 is integrated in the rail vehicle 100.
- it can also be integrated in the central database DB or be externally arranged upstream of it, as for example the Figure 6 shows.
- the vehicle's own classification device 30 transmits its classification result KE to the external correction device 40, which in turn is connected to the central database DB.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Regulating Braking Force (AREA)
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine leittechnische Einrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere Eisenbahnschienenfahrzeug, die geeignet ist, das Fahrzeug auf der Basis zumindest einer Sollbremskurve, die eine Geschwindigkeit über dem jeweiligen Fahrzeugort beschreibt, zu bremsen.
- Leittechnische Einrichtungen der beschriebenen Art werden beispielsweise bei Eisenbahnzügen eingesetzt, um das Bremsen zu steuern. Bei ETCS (European Train Control System)-kompatiblen Eisenbahnzügen werden dabei ETCS-Sollbremskurven berücksichtigt.
- Aus der Druckschrift
CN 111 879 534 A sind ein Leistungserkennungsverfahren und -system für das Bremssystem und die elektronische Ausrüstung eines städtischen Schienenfahrzeugs bekannt. Das Verfahren umfasst dabei die Schritte: - A: Erstellen eines Normalverhaltensmodells des Bremssystems für städtische Schienenfahrzeuge;
- Bb: Anpassen des normalen Verhaltensmodells durch Übernahme eines künstlichen neuronalen Netzwerks, um ein angepasstes neuronales Netzwerkmodell zu erhalten;
- C: Erstellen einer Stichprobe gemäß den Normalverhaltensdaten des im Normalzustand fahrenden Stadtschienenfahrzeugs und Trainieren des neuronalen Netzwerkmodells, um ein Normalverhaltensmodell zum Beschreiben der Bremsverzögerungsänderung des im Normalzustand fahrenden Stadtschienenfahrzeugbremssystems zu erhalten;
- D: Erstellen einer Modelleingabeprobe, die jeder Bremsgriffstufe entspricht, wenn das städtische Schienenfahrzeug in einem normalen Zustand fährt, und entsprechendes Durchführen einer Berechnung, um einen erwarteten Bremsverzögerungswert zu erhalten, der jeder Bremsgriffstufe entspricht, durch das in dem Schritt C erhaltene Normalverhaltensmodell; und
- E: Ermitteln des Abweichungswerts zwischen dem durchschnittlichen Bremsverzögerungswert, der jeder Bremsgriffstufe entspricht, und dem erwarteten Bremsverzögerungswert während der tatsächlichen Fahrt des städtischen Schienenfahrzeugs.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine leittechnische Einrichtung anzugeben, die universell einsetzbar ist und das Bremsen eines Fahrzeugs, insbesondere Schienenfahrzeugs, besonders gut steuern kann.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine leittechnische Einrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen leittechnischen Einrichtung sind in Unteransprüchen angegeben.
- Demnach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die leittechnische Einrichtung, welche eine Klassifikationseinrichtung aufweist, die nach einem erfolgten Bremsvorgang den Erfolg des Bremsvorgangs unter Bildung eines Klassifikationsergebnisses als erfolgreich oder erfolglos klassifiziert und das jeweilige Klassifikationsergebnis ausgibt, auch eine Korrektureinrichtung aufweist, die in Abhängigkeit von vorliegenden Klassifikationsergebnissen die Sollbremskurve verändern kann.
- Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung ist darin zu sehen, dass die vorgesehene Klassifikation von Bremsvorgängen zum Anlass für eine Modifikation genommen werden kann, beispielsweise bei erfolglosen Bremsvorgängen oder im Falle einer zu hohen Quote an erfolgreichen Bremsvorgängen.
- Alternativ kann vorgesehen sein, dass die leittechnische Einrichtung mit einer Korrektureinrichtung in Verbindung steht, die in Abhängigkeit von vorliegenden Klassifikationsergebnissen die Sollbremskurve verändern kann.
- Die Korrektureinrichtung berücksichtigt im Falle eines als erfolglos klassifizierten Bremsvorgangs das Klassifikationsergebnis vorzugsweise ausschließlich dann, wenn hierfür ein fahrerseitiges Freigabesignal vorliegt.
- Die leittechnische Einrichtung ist vorzugsweise geeignet, in Abhängigkeit von vorliegenden Klassifikationsergebnissen die Sollbremskurve ortsabhängig zu verändern, also nur bezüglich derjenigen Streckenabschnitte, auf die sich die Klassifikationsergebnisse beziehen.
- Besonders vorteilhaft ist es, wenn die leittechnische Einrichtung zum Bremsen des Fahrzeugs zumindest zwei Sollbremskurven heranziehen kann, von denen eine nicht sicherheitskritisch ist und nachfolgend Vollbremskurve genannt wird, und eine geschwindigkeitsmäßig höherliegende, sicherheitskritische und daher unveränderliche Sollbremskurve, nachfolgend Schnellbremskurve genannt.
- Die Vollbremskurve wird von der leittechnischen Einrichtung zum Bremsen des Fahrzeugs vorzugsweise herangezogen, sobald die Geschwindigkeit des Fahrzeugs die von der Vollbremskurve definierte Geschwindigkeit erreicht oder überschreitet.
- Die Schnellbremskurve wird von der leittechnischen Einrichtung zum Bremsen des Fahrzeugs vorzugsweise herangezogen, sobald die Geschwindigkeit des Fahrzeugs nicht nur die von der Vollbremskurve definierte Geschwindigkeit überschreitet, sondern auch die von der Schnellbremskurve definierte Geschwindigkeit erreicht oder überschreitet.
- Die Klassifikationseinrichtung klassifiziert nach einem Bremsvorgang den Bremsvorgang vorzugsweise als erfolglos, wenn zunächst die Vollbremskurve und danach die Schnellbremskurve herangezogen wurde.
- Vorteilhaft ist es, wenn die Korrektureinrichtung nach einem Bremsen unter Heranziehung der Schnellbremskurve die Vollbremskurve geschwindigkeitsmäßig absenkt.
- Ist die Vollbremskurve unter Heranziehung einer angenommenen Bremsverzögerung berechnet worden, so ist es vorteilhaft, wenn die Korrektureinrichtung nach einem Bremsen unter Heranziehung der Schnellbremskurve die Vollbremskurve geschwindigkeitsmäßig absenkt, indem sie die Vollbremskurve unter Heranziehung einer Bremsverzögerung, die kleiner als die zuvor angenommene Bremsverzögerung ist, neu berechnet.
- Auch ist es vorteilhaft, wenn die Korrektureinrichtung die Vollbremskurve geschwindigkeitsmäßig anhebt, wenn eine vorgegebene Quote an erfolgreichen Vollbremsvorgängen registriert wurde. Eine zu hohe Quote an erfolgreichen Vollbremsvorgängen ist ein Indiz dafür, dass diese auf der Basis eines zu kleinen Bremsvermögens ermittelt wurde.
- Die Korrektureinrichtung hebt eine geschwindigkeitsmäßig unter der Vollbremskurve liegende Warnkurve und/oder eine geschwindigkeitsmäßig unter der Vollbremskurve liegende Maximalgeschwindigkeitskurve vorzugsweise an, wenn die Vollbremskurve angehoben wird, und senkt sie ab, wenn die Vollbremskurve abgesenkt wird.
- Die Vollbremskurve zieht vorzugsweise generatorische Bremskraft, die von einer Netzeinspeisung elektrischer Energie in ein streckenseitiges Netz abhängig ist, ein.
- Die Schnellbremskurve basiert vorzugsweise ausschließlich auf Bremseinrichtungen, die von einer Netzeinspeisung von elektrischer Energie in ein streckenseitiges Netz unabhängig sind.
- Auch ist es von Vorteil, wenn die oder zumindest eine der Sollbremskurven eine verschleißoptimierte Sollbremskurve ist und die Klassifikationseinrichtung nach einem Bremsvorgang gemäß der verschleißoptimierten Sollbremskurve den Bremsvorgang als erfolglos klassifiziert, wenn beim Bremsen verschleißbehaftete Bremsen eingesetzt wurden.
- Die Korrektureinrichtung senkt die verschleißoptimierte Sollbremskurve vorzugsweise geschwindigkeitsmäßig ab, wenn ein Bremsvorgang auf deren Basis als erfolglos klassifiziert wurde.
- Darüber hinaus wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die leittechnische Einrichtung, die zumindest eine Sollbremskurve aus einer zentralen Datenbank entnimmt, auf die leittechnische Einrichtungen einer Vielzahl baugleicher Fahrzeuge zugreifen können, und die Korrektureinrichtung - in Abhängigkeit von vorliegenden Klassifikationsergebnissen der Vielzahl an baugleichen Fahrzeugen - die Sollbremskurve in der zentralen Datenbank mit Wirkung für alle Fahrzeuge verändert.
- Die Sollbremskurven sind vorzugsweise ETCS-kompatible Sollbremskurven.
- Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass dieses mit einer leittechnischen Einrichtung ausgestattet ist, wie sie oben beschrieben worden ist.
- Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Fahrzeugs und dessen vorteilhafter Ausgestaltungen sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Einrichtung und deren vorteilhafter Ausgestaltungen verwiesen.
- Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, insbesondere Eisenbahnschienenfahrzeugs, nach Anspruch 13.
- Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und dessen vorteilhafter Ausgestaltungen sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Einrichtung und deren vorteilhafter Ausgestaltungen verwiesen.
- Die Sollbremskurve wird vorzugsweise mit einer Korrektureinrichtung in Abhängigkeit von vorliegenden Klassifikationsergebnissen verändert.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft
- Figur 1
- ein Ausführungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug, das mit einer leittechnischen Einrichtung ausgestattet ist,
- Figur 2
- ein Ausführungsbeispiel für einen Kurvendatensatz, der in einem Speicher des Schienenfahrzeugs gemäß
Figur 1 abgespeichert ist, - Figur 3
- den Kurvendatensatz gemäß
Figur 2 nach einer Absenkung, - Figur 4
- den Kurvendatensatz gemäß
Figur 2 nach einer Anhebung, - Figur 5
- ein Ausführungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug, bei dem zusätzlich ein fahrerseitiges Freigabesignal berücksichtigt wird, und
- Figur 6
- ein Ausführungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug ohne eigene Korrektureinrichtung.
- In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
- Die
Figur 1 zeigt eine Recheneinrichtung 5, die mit einem Speicher 10 zusammenarbeitet. In dem Speicher 10 sind Softwaremodule abgespeichert, die bei Ausführung durch die Recheneinrichtung 5 dazu führen, dass die Recheneinrichtung 5 gemeinsam mit dem Speicher 10 eine leittechnische Einrichtung LTE bildet. - Die leittechnische Einrichtung LTE kann das Bremsen eines Fahrzeugs, in dem die leittechnische Einrichtung LTE integriert ist und bei dem es sich beispielsweise um ein ein- oder mehrgliedriges Fahrzeug in Form eines Eisenbahnzuges 100 handeln kann, mittels eines Bremssteuersignals S1 bzw. S2 für eine in der
Figur 1 nur im Triebfahrzeug 101 des Eisenbahnzuges 100 angedeutete Bremseinrichtung 110 steuern. Selbstverständlich können mittels des Bremssteuersignals S1 bzw. S2 auch Bremseinrichtungen in den Waggons 102 des Eisenbahnzuges 100 gesteuert werden. - Das Triebfahrzeug 101 des Eisenbahnzuges 100 ist über einen Stromabnehmer 103 an ein streckenseitiges Energieversorgungsnetz 200 angeschlossen.
- Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Figur 1 sind in dem Speicher 10 ein Überwachungsmodul, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung 5 eine Überwachungseinrichtung 20 bildet, ein Klassifikationsmodul, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung 5 eine Klassifikationseinrichtung 30 bildet, und ein Korrekturmodul, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung 5 eine Korrektureinrichtung 40 bildet, abgespeichert. - Außerdem ist in einem Speicherbereich des Speichers 10 ein Kurvendatensatz 50 abgespeichert, der definiert:
- eine sicherheitsunkritische Vollbremskurve VBK,
- eine geschwindigkeitsmäßig über der Vollbremskurve VBK liegende, sicherheitskritische und daher unveränderliche Schnellbremskurve SBK,
- eine geschwindigkeitsmäßig unter der Vollbremskurve VBK liegende Warnkurve WK und
- eine geschwindigkeitsmäßig unter der Warnkurve WK liegende Maximalgeschwindigkeitskurve MGK.
- Ein Ausführungsbeispiel für einen Kurvendatensatz 50 ist in der
Figur 2 in Form von Kurven der Geschwindigkeit V über dem jeweiligen Ort X dargestellt. - Die Vollbremskurve VBK ist vorzugsweise eine verschleißoptimierte Sollbremskurve, die generatorische Bremskraft, die von der Möglichkeit einer Netzeinspeisung von elektrischer Energie in das streckenseitige Energieversorgungsnetz 200 abhängig ist, einbezieht. Wegen der Berücksichtigung der netzabhängigen generatorischen Bremskraft ist die Vollbremskurve VBK also insgesamt von ihrer Bremswirkung her netzabhängig; denn ohne eine Energieaufnahme seitens des Netzes kann keine Bremskraft oder zumindest nicht die erwartete Bremskraft erzeugt werden. Die Vollbremskurve VBK ist somit wegen des Einbezugs generatorischer Bremskraft zwar verschleißoptimiert, aber nicht absolut "sicher".
- Die Schnellbremskurve SBK basiert mit Blick auf ein sicheres Bremsen ausschließlich auf Bremsen, die von einer Netzeinspeisung von elektrischer Energie in das streckenseitige Energieversorgungsnetz 200 unabhängig sind, beispielsweise auf Reibungsbremsen.
- Der Kurvendatensatz 50 wird vorzugsweise aus einer zentralen Datenbank DB entnommen bzw. ausgelesen, auf die leittechnische Einrichtungen LTE einer Vielzahl an baugleichen Fahrzeugen zugreifen können. Der Kurvendatensatz 50 ist also vorzugsweise kein fahrzeugindividueller Kurvendatensatz, sondern ein fahrzeugtypbezogener Kurvendatensatz, der sich auf eine Vielzahl baugleicher Fahrzeuge bezieht. Die Übertragung des Kurvendatensatzes 50 aus der zentralen Datenbank DB kann über Funk oder drahtgebunden erfolgen, beispielsweise im Rahmen der Wartung des Schienenfahrzeugs 100.
- Die Überwachungseinrichtung 20 überwacht die jeweilige Geschwindigkeit V des Schienenfahrzeugs 100 während seiner Fahrt auf einem von dem Kurvendatensatz 50 beschriebenen Streckenabschnitt. Solange die jeweilige Geschwindigkeit V die durch die Maximalgeschwindigkeitskurve MGK beschriebene Maximalgeschwindigkeit nicht oder zumindest nicht substanziell überschreitet, greift die Überwachungseinrichtung 20 nicht in das Fahrgeschehen ein. Der Schienenfahrzeugführer fährt vorgabegemäß.
- Erreicht oder überschreitet die Geschwindigkeit V eine durch die Warnkurve WK definierte Warngeschwindigkeit, so erzeugt die Überwachungseinrichtung 20 ein optisches und/oder akustisches Warnsignal WS, um dem Schienenfahrzeugführer zu signalisieren, dass er zu schnell fährt.
- Erreicht oder überschreitet die Geschwindigkeit V nicht nur die durch die Warnkurve WK definierte Warngeschwindigkeit, sondern auch eine durch die Vollbremskurve VBK definierte Auslösegeschwindigkeit, so erzeugt die Überwachungseinrichtung 20 als Bremssteuersignal ein Auslösesignal S1, mit dem ein Bremsen des Schienenfahrzeugs 100 auf der Basis der Vollbremskurve VBK erzwungen wird, unabhängig von dem jeweiligen Steuerverhalten des Schienenfahrzeugführers.
- Ist die in dem Kurvendatensatz 50 gespeicherte Vollbremskurve VBK auf der Basis zutreffender Annahmen berechnet worden und besteht seitens des streckenseitigen Energieversorgungsnetzes 200 eine ausreichende Energieaufnahmebereitschaft, so wird bei einem Bremsen gemäß der Vollbremskurve VBK der weitere Geschwindigkeitsverlauf dem Sollverlauf gemäß der Vollbremskurve VBK entsprechen.
- Ist die in dem Kurvendatensatz 50 gespeicherte Vollbremskurve VBK jedoch beispielsweise auf der Basis einer Bremsverzögerung berechnet worden, die das Schienenfahrzeug mit den herangezogenen bzw. aktivierten Bremsen nicht erreicht, beispielsweise, weil seitens des streckenseitigen Energieversorgungsnetzes 200 keine ausreichende Energieaufnahmebereitschaft bestand, so wird die tatsächliche Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs 100 die durch die Vollbremskurve VBK definierte Geschwindigkeit überschreiten. Ist diese Überschreitung so groß, dass sie sicherheitskritisch wird, und wird die Schnellbremskurve SBK im Diagramm gemäß
Figur 2 geschnitten, so wird die Überwachungseinrichtung 20 als Bremssteuersignal ein zweites Auslösesignal S2 erzeugen, mit dem sie ein Bremsen des Schienenfahrzeugs 100 auf der Basis der Schnellbremskurve SBK erzwingt. - Nach einer Aktivierung des Bremsvorgangs auf der Basis der Schnellbremskurve SBK wird die Klassifikationseinrichtung 30 den Bremsvorgang insgesamt als erfolglos klassifizieren, weil das Aktivieren der Schnellbremskurve SBK zeigt, dass die Vollbremskurve VBK auf unzutreffenden Annahmen basiert. Das entsprechende Klassifikationsergebnis KE wird zu der Korrektureinrichtung 40 übertragen.
- Bei Vorliegen eines Klassifikationsergebnisses KE, das ein erfolgloses Bremsen im Vollbremsmodus anzeigt, wird die Korrektureinrichtung 40 die Vollbremskurve VBK geschwindigkeitsmäßig absenken und dadurch eine neue Vollbremskurve VBK' bilden, wie beispielhaft in der
Figur 3 dargestellt ist. Die Schnellbremskurve SBK bleibt unverändert. - Außerdem wird die Korrektureinrichtung 40 vorzugsweise auch die Warnkurve WK und die Maximalgeschwindigkeitskurve MGK reduzieren unter Bildung einer neuen Warnkurve WK' und einer neuen Maximalgeschwindigkeitskurve MGK'.
- Falls die Vollbremskurve VBK unter Heranziehung einer angenommenen oder geschätzten Bremsverzögerung berechnet worden ist, so ist es vorteilhaft, wenn die Korrektureinrichtung 40 die Vollbremskurve VBK unter Heranziehung einer reduzierten Bremsverzögerung, also einer Bremsverzögerung, die kleiner als die bei der vorherigen Berechnung angenommene Bremsverzögerung ist, neu berechnet.
- Im Übrigen kann die Klassifikationseinrichtung 30 einen Bremsvorgang gemäß der Vollbremskurve VBK auch dann als erfolglos einstufen, wenn es zu keiner Aktivierung der Schnellbremskurve SBK gekommen ist. Handelt es sich bei der Vollbremskurve VBK beispielsweise um eine verschleißoptimierte Bremskurve, bei der keine verschleißbehafteten Bremsen zum Einsatz kommen sollen, so kann die Klassifikationseinrichtung 30 nach dem Bremsvorgang den Bremsvorgang auch dann als erfolglos klassifizieren, wenn beim Bremsen verschleißbehaftete Bremsen eingesetzt werden mussten, um den gewünschten Bremsverlauf tatsächlich zu erreichen.
- Bei dem letztgenannten Szenario und bei Vorliegen eines entsprechenden Klassifikationsergebnisses KE seitens der Klassifikationseinrichtung 30 wird die Korrektureinrichtung 40 die Vollbremskurve VBK nachfolgend geschwindigkeitsmäßig absenken, beispielsweise durch Neuberechnung der Vollbremskurve VBK unter Heranziehung einer reduzierten Bremsverzögerung, wie dies oben erläutert worden ist.
- Darüber hinaus kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Korrektureinrichtung 40 die Vollbremskurve VBK geschwindigkeitsmäßig anhebt, wenn eine vorgegebene Quote an erfolgreichen Vollbremsvorgängen registriert wurde. Wird die Quote erfüllt, so kann nämlich davon ausgegangen werden, dass die Vollbremskurve VBK unter Heranziehung einer zu kleinen Bremsverzögerung berechnet worden ist. In diesem Falle wird die Korrektureinrichtung 40 die Vollbremskurve VBK unter Heranziehung einer erhöhten Bremsverzögerung, also einer Bremsverzögerung, die größer als die bei der vorherigen Berechnung angenommene Bremsverzögerung ist, neu berechnen, um dem Schienenfahrzeugführer mehr Spielraum beim Fahren zu geben und ein zu frühes Zwangsbremsen zu vermeiden.
- Außerdem wird die Korrektureinrichtung 40 vorzugsweise auch die Warnkurve WK und die Maximalgeschwindigkeitskurve MGK erhöhen, wenn die Vollbremskurve VBK angehoben wird, unter Bildung einer neuen Warnkurve WK' und einer neuen Maximalgeschwindigkeitskurve MGK', wie beispielhaft in der
Figur 4 gezeigt ist. - Wenn der Kurvendatensatz 50 von der Korrektureinrichtung 40 verändert wird, sei es durch Anheben oder Absenken von Sollbremskurven, wie es beispielhaft in den
Figuren 3 und4 gezeigt ist, so wird die Korrektureinrichtung 40 vorzugsweise auch ein entsprechendes Update in der zentralen Datenbank DB auslösen, beispielsweise durch Übermitteln des veränderten Kurvendatensatzes 50`. Durch diese Maßnahme wird die "flottenbezogene Steuerintelligenz", die sich in dem veränderten Kurvendatensatz 50` wiederspiegelt, erhöht. - Die
Figur 5 zeigt eine Ausführungsvariante des Ausführungsbeispiels gemäßFigur 1 . Bei dem Ausführungsbeispiel wird ein erfolgloser Bremsvorgang nur dann berücksichtigt bzw. zum Anlass für Änderungen herangezogen, wenn hierfür ein fahrerseitiges Freigabesignal FS vorliegt. Liegt dieses nicht vor, so erfolgt keine Modifikation des Kurvendatensatzes 50 durch die Korrektureinrichtung 40. - Durch das Abhängigmachen einer Modifikation von der fahrerseitigen Freigabe lässt sich vermeiden, dass eine Modifikation des Kurvendatensatz 50 erfolgt, wenn die Erfolglosigkeit des Bremsvorgangs für den Schienenfahrzeugführer erkennbar nicht auf den Kurvendatensatz 50 zurückzuführen ist, sondern auf andere Umstände, wie beispielsweise extremes Wetter oder eine erkennbar andere Beladung des Schienenfahrzeugs 100 als üblich.
- Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den
Figuren 1 und5 ist die Korrektureinrichtung 40 in dem Schienenfahrzeug 100 integriert. Alternativ kann sie auch in der zentralen Datenbank DB integriert oder dieser extern vorgeordnet sein, wie beispielhaft dieFigur 6 zeigt. - Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Figur 6 überträgt die fahrzeugeigene Klassifikationseinrichtung 30 ihr Klassifikationsergebnis KE an die externe Korrektureinrichtung 40, die wiederum mit der zentralen Datenbank DB verbunden ist. - Die obigen Ausführungen beziehen sich beispielhaft auf fahrzeugführerseitig gesteuerte Schienenfahrzeuge; selbstverständlich können die beschriebenen Einrichtungen und Verfahren alternativ auch bei autonom fahrenden Schienenfahrzeugen eingesetzt werden.
- Die obigen Ausführungen beziehen sich beispielhaft auf Schienenfahrzeuge, selbstverständlich können die beschriebenen Einrichtungen und Verfahren alternativ auch bei anderen Arten an Fahrzeugen wie zum Beispiel Straßenfahrzeugen eingesetzt werden, unabhängig davon, ob diese fahrzeugführerseitig gesteuert sind oder autonom fahren.
- Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
-
- 5
- Recheneinrichtung
- 10
- Speicher
- 20
- Überwachungseinrichtung
- 30
- Klassifikationseinrichtung
- 40
- Korrektureinrichtung
- 50
- Kurvendatensatz
- 50`
- veränderter Kurvendatensatz
- 100
- Eisenbahnzug
- 101
- Triebfahrzeug
- 102
- Waggon
- 103
- Stromabnehmer
- 110
- Bremseinrichtung
- 200
- Energieversorgungsnetz
- DB
- Datenbank
- FS
- Freigabesignal
- KE
- Klassifikationsergebnis
- LTE
- leittechnische Einrichtung
- MGK
- Maximalgeschwindigkeitskurve
- MGK'
- neue Maximalgeschwindigkeitskurve
- S1
- Bremssteuersignal
- S2
- Bremssteuersignal
- SBK
- Schnellbremskurve
- V
- Geschwindigkeit
- VBK
- Vollbremskurve
- VBK'
- neue Vollbremskurve
- WK
- Warnkurve
- WK'
- neue Warnkurve
- WS
- Warnsignal
- X
- Ort
Claims (14)
- Leittechnische Einrichtung (LTE) für ein Fahrzeug, insbesondere Eisenbahnschienenfahrzeug (100), die geeignet ist, das Fahrzeug auf der Basis zumindest einer Sollbremskurve, die eine Geschwindigkeit (V) über dem jeweiligen Fahrzeugort beschreibt, zu bremsen,wobei die leittechnische Einrichtung (LTE) eine Klassifikationseinrichtung (30) aufweist, die nach einem erfolgten Bremsvorgang den Erfolg des Bremsvorgangs unter Bildung eines Klassifikationsergebnisses (KE) als erfolgreich oder erfolglos klassifiziert und das jeweilige Klassifikationsergebnis (KE) ausgibt,dadurch gekennzeichnet, dass die leittechnische Einrichtung (LTE) eine Korrektureinrichtung (40) aufweist, die in Abhängigkeit von vorliegenden Klassifikationsergebnissen (KE) die Sollbremskurve verändern kann.
- Leittechnische Einrichtung (LTE) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektureinrichtung (40) im Falle eines als erfolglos klassifizierten Bremsvorgangs das Klassifikationsergebnis (KE) ausschließlich dann berücksichtigt, wenn hierfür ein fahrerseitiges Freigabesignal (FS) vorliegt. - Leittechnische Einrichtung (LTE) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die leittechnische Einrichtung (LTE) in Abhängigkeit von vorliegenden Klassifikationsergebnissen (KE) die Sollbremskurve ortsabhängig verändern kann, also nur bezüglich derjenigen Streckenabschnitte, auf die sich die Klassifikationsergebnisse (KE) beziehen. - Leittechnische Einrichtung (LTE) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass- die leittechnische Einrichtung (LTE) zum Bremsen des Fahrzeugs zumindest zwei Sollbremskurven heranziehen kann, von denen eine nicht sicherheitskritisch ist und nachfolgend Vollbremskurve (VBK) genannt wird, und eine geschwindigkeitsmäßig höherliegende, sicherheitskritische und daher unveränderliche Sollbremskurve, nachfolgend Schnellbremskurve (SBK) genannt,- die Vollbremskurve (VBK) von der leittechnischen Einrichtung (LTE) zum Bremsen des Fahrzeugs herangezogen wird, sobald die Geschwindigkeit (V) des Fahrzeugs die von der Vollbremskurve (VBK) definierte Geschwindigkeit (V) erreicht oder überschreitet,- die Schnellbremskurve (SBK) von der leittechnischen Einrichtung (LTE) zum Bremsen des Fahrzeugs herangezogen wird, sobald die Geschwindigkeit (V) des Fahrzeugs nicht nur die von der Vollbremskurve (VBK) definierte Geschwindigkeit (V) überschreitet, sondern auch die von der Schnellbremskurve (SBK) definierte Geschwindigkeit (V) erreicht oder überschreitet, und- die Klassifikationseinrichtung (30) nach einem Bremsvorgang den Bremsvorgang als erfolglos klassifiziert, wenn zunächst die Vollbremskurve (VBK) und danach die Schnellbremskurve (SBK) herangezogen wurde. - Leittechnische Einrichtung (LTE) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass- die Vollbremskurve (VBK) unter Heranziehung einer angenommenen Bremsverzögerung berechnet worden ist, und- die Korrektureinrichtung (40) nach einem Bremsen unter Heranziehung der Schnellbremskurve (SBK) die Vollbremskurve (VBK) geschwindigkeitsmäßig absenkt, indem sie die Vollbremskurve (VBK) unter Heranziehung einer Bremsverzögerung, die kleiner als die zuvor angenommene Bremsverzögerung ist, neu berechnet. - Leittechnische Einrichtung (LTE) nach einem der Ansprüche 4 und 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektureinrichtung (40) die Vollbremskurve (VBK) geschwindigkeitsmäßig anhebt, wenn eine vorgegebene Quote an erfolgreichen Vollbremsvorgängen registriert wurde. - Leittechnische Einrichtung (LTE) nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektureinrichtung (40) eine geschwindigkeitsmäßig unter der Vollbremskurve (VBK) liegende Warnkurve (WK) und/oder eine geschwindigkeitsmäßig unter der Vollbremskurve (VBK) liegende Maximalgeschwindigkeitskurve (MGK) anhebt, wenn die Vollbremskurve (VBK) angehoben wird, und absenkt, wenn die Vollbremskurve (VBK) abgesenkt wird. - Leittechnische Einrichtung (LTE) nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass- die Vollbremskurve (VBK) generatorische Bremskraft, die von einer Netzeinspeisung elektrischer Energie in ein streckenseitiges Netz (200) abhängig ist, einbezieht und- die Schnellbremskurve (SBK) ausschließlich auf Bremseinrichtungen basiert, die von einer Netzeinspeisung von elektrischer Energie in das streckenseitige Netz (200) unabhängig sind. - Leittechnische Einrichtung (LTE) nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass- die oder zumindest eine der Sollbremskurven, insbesondere die Vollbremskurve (VBK), eine verschleißoptimierte Sollbremskurve ist und- die Klassifikationseinrichtung (30) nach einem Bremsvorgang gemäß der verschleißoptimierten Sollbremskurve den Bremsvorgang als erfolglos klassifiziert, wenn beim Bremsen verschleißbehaftete Bremsen eingesetzt wurden. - Leittechnische Einrichtung (LTE) nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektureinrichtung (40) die verschleißoptimierte Sollbremskurve geschwindigkeitsmäßig absenkt, wenn ein Bremsvorgang auf deren Basis als erfolglos klassifiziert wurde. - Leittechnische Einrichtung (LTE) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass- die leittechnische Einrichtung (LTE) die zumindest eine Sollbremskurve aus einer zentralen Datenbank (DB) entnimmt, auf die leittechnische Einrichtungen (LTE) einer Vielzahl baugleicher Fahrzeuge zugreifen können, und- die Korrektureinrichtung (40) - in Abhängigkeit von vorliegenden Klassifikationsergebnissen (KE) der Vielzahl an baugleichen Fahrzeugen - die Sollbremskurve in der zentralen Datenbank (DB) mit Wirkung für alle Fahrzeuge verändert. - Leittechnische Einrichtung (LTE) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbremskurven ETCS-kompatible ETCS-Sollbremskurven sind. - Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, insbesondere Eisenbahnschienenfahrzeugs (100), wobei das Fahrzeug auf der Basis zumindest einer Sollbremskurve, die eine Geschwindigkeit (V) über dem jeweiligen Fahrzeugort beschreibt, gebremst wird undwobei nach einem erfolgten Bremsvorgang der Erfolg des Bremsvorgangs unter Bildung eines Klassifikationsergebnisses (KE) als erfolgreich oder erfolglos klassifiziert und das jeweilige Klassifikationsergebnis (KE) ausgegeben wird,dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbremskurve mit einer Korrektureinrichtung (40) in Abhängigkeit von vorliegenden Klassifikationsergebnissen (KE) verändert wird.
- Verbund aus einer leittechnischen Einrichtung (LTE) für ein Fahrzeug, insbesondere Eisenbahnschienenfahrzeug (100), und einer Korrektureinrichtung (40),wobei die leittechnische Einrichtung (LTE) geeignet ist, das Fahrzeug auf der Basis zumindest einer Sollbremskurve, die eine Geschwindigkeit (V) über dem jeweiligen Fahrzeugort beschreibt, zu bremsen,wobei die leittechnische Einrichtung (LTE) eine Klassifikationseinrichtung (30) aufweist, die nach einem erfolgten Bremsvorgang den Erfolg des Bremsvorgangs unter Bildung eines Klassifikationsergebnisses (KE) als erfolgreich oder erfolglos klassifiziert und das jeweilige Klassifikationsergebnis (KE) ausgibt undwobei die Korrektureinrichtung (40), welche mit der Klassifikationseinrichtung (30) in Verbindung steht, in Abhängigkeit von vorliegenden Klassifikationsergebnissen (KE) die Sollbremskurve verändern kann.
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